چرا سیستم های برودتی بخاری های کارتریج می سوزند - و چگونه آن را متوقف کنیم؟
یک مرکز ذخیره سازی برودتی هر سه هفته یکبار همان بخاری کارتریج را تعویض می کند. گزارش تعمیر و نگهداری الگویی را نشان می دهد: بخاری نصب شده، چند روز کار می کند، سپس با غلاف ترک خورده یا اتصال کوتاه از کار می افتد. تیم فرض می‌کند که بخاری‌ها معیوب هستند و تامین‌کننده‌ها را تغییر می‌دهند تا شاهد تکرار همان چرخه باشند. این سناریو به طور قابل توجهی در تاسیساتی که نیتروژن مایع را مدیریت می کنند رایج است و علت اصلی تقریباً هرگز نقص تولید نیست.
شوک حرارتی مقصر اصلی است. هنگامی که یک بخاری کارتریجی در دمای اتاق در محیط منفی 196-درجه فرو می‌رود و سپس روشن می‌شود، مواد فوراً منقبض می‌شوند. سیم مقاومتی داخل ظرف چند میلی ثانیه گرم می شود، اما عایق اکسید منیزیم و غلاف فلزی اطراف آن در دمای برودتی باقی می مانند. شیب دمایی بیش از 800 درجه سانتیگراد بر سانتیمتر در طول چند ثانیه اول کار در سطح مشترک مواد ایجاد می شود. غلاف استاندارد فولاد ضد زنگ 304 که در دمای اتاق کاملاً خوب عمل می کند، در دمای نیتروژن مایع شکننده می شود زیرا انتقال شکل پذیر{8}}به شکننده بسیار بالاتر از منفی 196 درجه رخ می دهد. نتیجه ترک خوردگی است که اغلب به صورت شکستگی خط مو در امتداد سطح غلاف قابل مشاهده است.
خرابی های ثانویه زمانی اتفاق می افتد که رطوبت وارد شود. هنگامی که هوای گرم با سطوح برودتی تماس پیدا می کند، تراکم تقریباً بلافاصله اتفاق می افتد. هر بخار آبی که در طول ساخت در داخل بدنه بخاری به دام افتاده باشد یا از طریق مهر و موم های ناقص نفوذ کند، در دمای نیتروژن مایع منجمد می شود. زمانی که آب یخ می زند، حجم آن تقریباً نه درصد منبسط می شود و فشار داخلی کافی برای شکستن عایق اکسید منیزیم فشرده یا جدا کردن غلاف از مهر و موم انتهایی ایجاد می کند. هنگامی که عایق در معرض خطر قرار می گیرد، ردیابی الکتریکی ایجاد می شود و بخاری به طور کامل از کار می افتد.
بر اساس تجربه، عاملی که اغلب نادیده گرفته می شود تناسب بین بخاری و سوراخ نصب آن است. تلورانس‌های استاندارد فشار{1}}به شکاف‌های هوای میکروسکوپی اجازه می‌دهد که رطوبت اتمسفر را متراکم کند و لایه‌های یخی ایجاد کند که بخش‌هایی از سطح بخاری را عایق حرارتی می‌کند. گرمای بیش از حد موضعی به سرعت رخ می دهد، غلاف را منحرف می کند و مهر و موم های داخلی را به خطر می اندازد. بخاری‌های زمینی دقیق- با تناسب تحمل h6، همراه با خمیرهای رسانای حرارتی که به طور خاص برای خدمات برودتی فرموله شده‌اند، از این حالت خرابی جلوگیری می‌کنند.
یکی دیگر از مسائل رایج، استراتژی کنترل است. ترموستات‌های خاموش{1} بیش از حد دما ایجاد می‌کنند که در هنگام گرم کردن توده‌های حرارتی سرد به عنصر ضربه وارد می‌کند. عناصر کنترلی کم اندازه باعث چرخش سریع می شوند که اتصالات داخلی را خسته می کند. رله‌های{4}حالت جامد با سوئیچینگ صفر-، جفت شده با ترموکوپل‌هایی که مستقیماً در هسته گرمکن تعبیه شده‌اند، انتقال تدریجی دما را فراهم می‌کنند که عمر عملیاتی را افزایش می‌دهد.
منطقه پایانه های الکتریکی مستحق توجه ویژه است. اتصالات چین دار استاندارد با سرعت های متفاوتی نسبت به سرنخ های بخاری منقبض می شوند و پیوندهایی با مقاومت{1} بالا ایجاد می کنند که گرمایش محلی ایجاد می کنند. در محیط‌های برودتی{3}} غنی‌شده با اکسیژن، این نقاط داغ به خطرات احتمالی احتراق تبدیل می‌شوند. اتصالات نقره ای-لحیم شده یا لحیم کاری شده، مهر و موم شده با ترکیبات اپوکسی دارای درجه بندی مقاومت در برابر شوک حرارتی، یکپارچگی رسانایی را در سراسر طیف دما حفظ می کند.
راه حل فرسودگی های مکرر صرفاً خرید بخاری گران تر نیست. درک کامل محیط کار و مشخص کردن بخاری کارتریجی است که برای هر شرایطی که با آن مواجه می شود مهندسی شده است. این به معنای انتخاب آلیاژ غلاف است که در کمترین دما انعطاف پذیر باقی می ماند، اطمینان حاصل می شود که عایق اکسید منیزیم به تراکم بیش از 3.2 گرم در سانتی متر مکعب فشرده می شود، مهر و موم های هرمتیک را مشخص می کند که از نفوذ رطوبت جلوگیری می کند، و طراحی یک استراتژی کنترلی که از شوک حرارتی جلوگیری می کند. وقتی به این عوامل توجه شود، بخاری‌های کارتریجی در سرویس برودتی می‌توانند عمر مفیدی را که در سال‌ها اندازه‌گیری می‌شود به جای هفته‌ها، به دست آورند.
